电气化区段通信电缆电磁干扰及解决案例

陈家斌

（中国铁路南宁局集团有限公司南宁电务段，广西南宁 533003）

0 引言

南昆铁路是20 世纪90 年代设计、建设的西南大动脉，东起南宁，西至昆明，北接红果，全长898 km，为国家I 级干线电气化铁路。我国电气化铁道采用单相工频交流供电，采用接触网—钢轨（大地）方式，属于不平衡供电系统，这种不平衡供电回路在其周围空间产生电场和磁场，对附近通信电缆会产生电磁危害影响和杂音干扰影响。因此，电气化铁路区段的通信电缆电磁干扰防护整治和维修一直是通信设备维护工作的重中之重。

1 电气化铁路对通信电缆的主要电磁干扰

1.1 磁感应影响

由接触网牵引电流产生的交变电磁场，通过接触网与通信电缆线路之间存在的互感，对通信电缆线路和通信设备产生影响。

1.2 电感应影响

由接触网牵引电压的电场，通过接触网与通信电缆线路之间，以及通信电缆线路与大地之间存在的耦合电容，对通信电缆线路和通信设备产生影响。

1.3 地感应影响

接触网电流通过钢轨回流时，沿钢轨通过钢轨与大地之间的漏导入地，使入地点及附近的大地电位升高。接近的通信电缆线路或通信设备接地装置的电位会随之升高，从而对通信电缆线路和通信设备产生影响。

2 南昆线区间电缆运用情况

2.1 区间通信电缆现状

南昆线主要通信线路为7×4 干线电缆和8 芯单模光缆，因南昆线隧道和桥梁较多的特殊地理环境，光电缆沿铁路敷设时，较多直埋于邻近轨道的石渣或土质内。而区间内布放的地区光电缆主要与干线光电缆同径路，以便于维护管理。

2.2 区间通信电缆承载业务情况

电缆主要承载了区间通话柱内相关业务（区间自动电话、区间应急抢险、东西清扫房电话），以及以电缆为传输媒介的站间闭塞业务、区间无线通信业务、录音仪电话等。其中，区间无线通信业务主要是利用7×4 电缆的3 组进行区间无线中继器的远供电源和数据信号传输，在山体遮挡、隧道弯曲等特殊地理环境下，采用漏泄电缆延长无线传输距离。

2.3 南昆线区间电缆运用存在的主要问题

南昆线货列尾系统于2015 年启用，采用北京中铁公司与昆明局集团公司科研所共同研发的400 M 数字列尾系统。除了平原地带实现机车与尾部主机建立联系实现风压查询外，在山区和隧道区段，还利用了450 M 无线列调系统的车站电台以及区间中继设备，通过转信功能实现列尾风压查询。自此，无线中继器的正常工作与否，不仅关系到车机联控、工机联控能否正常进行，更直接关系到列车风压查询能否成功。该线区间中继器的正常运行在保障列车运行安全方面显得更加重要。

但是，因受电气化铁路的电磁干扰和通信线路老化影响，该线大部分区间通信电缆芯线均出现了对地电压。特别是该线的石头寨至册亨和册亨至尾芽区间，芯线对地电压在区间无列车运行时长时间维持在80 V 左右，最高达100 V，在区间有列车经过时，长时间维持在120 V 左右，最高可达140 V。芯线出现对地电压，致使区间无线中继器中继盘背板U3 芯片、耦合板大电容、远供电源板功率电阻及电容等精密元器件被击穿，在隧道内外中继器无法实现转信功能，严重影响到了设备的正常使用。此外，因受电磁干扰影响，区间应急抢险电话也出现存在杂音、甚至无法拨号等问题，存在严重的安全隐患。

图1 现场既有地线及新增地线

3 区间通信电缆干扰防护排查及整治措施

3.1 排查重点

对照电气化区段防干扰措施，逐项对石头寨至册亨和册亨至尾芽区间电缆各个重点部位进行了排查。

（1）排查区间电缆屏蔽地线、机房电缆屏蔽地线及引入线焊接工艺是否符合规范要求。

（2）排查区间地线设置距离、位置是否合理及地线阻值是否符合标准。

（3）排查是否存在新建接触网回流地线、馈电线地线等接地系统与通信电缆交叉从而导致电磁干扰影响加重的情况。

（4）排查区间电缆桥槽、隧道内电缆槽道和电缆引上、引下部位是否出现电缆外皮或电缆屏蔽层破损从而影响电缆屏蔽性能的情况。

3.2 排查发现问题

通过对排查情况进行综合分析，石头寨至册亨和册亨至尾芽区间电缆防电气化干扰方面主要存在3 个方面的问题。

（1）电缆屏蔽地线焊接工艺不符合规范。在排查过程中发现，册亨站机房两端区间引入机房的电缆绝缘节屏蔽地线焊接不良，具体表现为屏蔽地线与电缆铝护套接触不良，石头寨至册亨和册亨至尾芽区间共有4 地线屏蔽连接线安装不规范，地线只连接了干缆铠带，与电缆铝护套未焊接。

（2）屏蔽地线阻值不理想。《铁路通信维护规则》规定，受电气化铁路影响的通信电缆，其金属护套应设屏蔽接地，长途电缆接地间距不宜大于4 km，在电气化区段的长途电缆、地区电缆屏蔽地线的接地电阻值应不大于1 Ω。但由于南昆线为典型的山区铁路，地质均为石质山体，大部分区段的长途电缆屏蔽地线的接地电阻值难以达到1 Ω 以下。以册亨至石头寨K383+800 至K393+670 区段为例，该区段共设置5 根地线，屏蔽地线接地电阻值最小的仅达到1.6 Ω，其余地线接地电阻值均在4 Ω 以上。

（3）引上支缆末端未做绝缘处理。排查还发现，从干缆引上区间通话柱和区间无线中继器的支缆末端在通话柱内或中继器内未对备用芯线进行绝缘包裹，存在触碰通话柱头或中继器设备外壳，从而将感应电压引入干缆芯线的可能。

3.3 防干扰整治措施

（1）重新焊接电缆屏蔽地线。组织人员对册亨机房及两端区间的屏蔽地线进行重新焊接，即将屏蔽地线与电缆钢带、铝护套均焊接良好，改善电缆的泄流条件。现场挂表监测数据显示，对屏蔽地线进行整治后，区间无列车运行时，电缆芯线对地电压稳定在10 V 以下，区间有列车运行时，芯线对地电压稳定在10～20 V 之间，比未整治前的芯线对地电压大幅减少，区间无线设备、区间电话等设备运用正常。

（2）增加电缆屏蔽地线。根据现场地形情况在K384+580、K386+730、K389+650 处增加了3 根地线（图1），将地线与干缆屏蔽层和铝护套之间可靠连接，弥补接地电阻值过大的缺陷，进一步增强电缆区间感应电泄流能力。

（3）对引上支缆末端的芯线进行绝缘处理。安排当地车间对通话柱、中继器内的裸露备用芯线进行了绝缘包裹处理，消除通过设备外壳、支缆芯线将感应电压带入干缆的隐患。

4 结束语

针对电气化铁路区间电缆屏蔽层和芯线带电情况，通过对照《铁路通信维护规则》等资料进行一系列的排查和整治，大大降低了电气化区段电缆芯线对地电压，保证了电气化区段通信设备的正常使用，消除安全隐患，确保列车正常开行，为今后电气化区段通信电缆电磁防护提供了技术参考和经验。